ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Иерархические системы из "Динамика и информация " Термин иерархическая система напоминает нам нечто из области бюрократии. И в самом деле, именно по принципу иерархической организации построена любая управленческая структура, будь то правление малого предприятия, министерство или государство в целом. Принцип такого построения показан на рис. 38. [c.328] Во главе управленческой структуры находится одно лицо М, которое принимает окончательные решения по самым главным вопросам предприятия О. Между М я О находится промежуточный уровень управления (таких уровней может быть несколько). Уровень С отчитывается перед М о принимаемых решениях, воспринимает его указания и управляет подразделениями предприятия О, чтобы обеспечить его оптимальное функционирование. [c.329] Рисунок 38, казалось бы, очень далек от обсуждаемых нами физических систем. Однако это не так в сложных открытых физических системах могут появляться тенденции к их расслоению на информационные и динамические подсистемы по некоторой аналогии с рис. 38. [c.329] Необратимые процессы внутри системы X приводят к рождению энтропии, причем небольшая часть поступающей в систему негэнтропии расходуется на поддержание и совершенствование внутренней структуры системы X. Рожденная в системе X энтропия 5е вместе с избыточной массой выбрасывается наружу в виде отходов. [c.329] Если система X имеет не очень сложную внутреннюю структуру, то она может вести себя как однородная динамическая (механическая) система. Например, горная река получает массу (воды) и упорядоченную потенциальную энергию от таяния ледников. С точки зрения гидродинамики, и у нее нет внутренней структуры, обладающей памятью, если мы не интересуемся временным развитием ущелья или долины реки. [c.330] Однако в более сложных системах со сложно организованной внутренней структурой возможно расслоение единой системы на две тесно связанные друг с другом подсистемы. Одну из них мы по-прежнему можем называть динамической или силовой, а вторую можно назвать информационной или управляющей подсистемой. Такая возможность появляется в силу большой сложности фазового портрета системы. Если описывать систему некоторыми параметрами порядка, т.е. обобщенными координатами Q то временная эволюция Q, может оказаться очень сложной в силу нелинейных связей между Qi. Соответственно, траектория Q, в фазовом пространстве может оказаться очень чувствительной к малым возмущениям, обладая многими точками бифуркации. В этих условиях фазовая точка может легко перебрасываться с одной траектории на другую малыми внешними возмущениями или малыми изменениями в структурных элементах системы. [c.330] Те структурные элементы, которые могут сильно влиять на динамику системы сравнительно малыми возмущениями (сигналами), естественно выделяются в структуру управления. Таким образом, сложные динамические системы сами собой могут расслаиваться на два уровня иерархии, как показано на рис. 40. [c.330] Рассмотрим, например, систему X. В ней выделены два иерархических уровня подсистема управления и динамическая подсистема Сх — это тоже динамическая система, но более деликатная по сравнению с Ох-Блок Сх может работать с гораздо более слабыми процессами обмена энергией, т.е. [c.330] Рассмотрим теперь две системы с информационным поведением X, , как показано на рис. 40. Высокочувствительный блок Сх может воспринимать сигналы не только от своей динамической подсистемы Ох, но и от подсистем Су, О у второй системы У. Соответствующие сигналы должны переносить информацию, т.е. необходимая негэнтропия также должна быть поставлена откуда-то извне. Блоки Сх, Су могут при этом либо пользоваться частью той негэнтропии, которая поступает в блоки Ох, О у, либо они могут пользоваться другими потоками негэнтропии, которые существуют в неравновесном внешнем мире. Если иметь в виду живые организмы, то источником негэнтропии для подсистем О служит пища, а для получения информации может использоваться свет, воспринимаемый органами зрения. [c.331] Для любой системы X в качестве второй системы У может выступать весь внешний мир. В этом случае речь должна идти о погружении данной системы во внешний мир и ее адаптации к энергетическим и информационным потокам неравновесного мира. Именно для систем с информационным поведением важна та взаимосвязь между динамическими и информационными процессами, которая обсуждалась в предыдущих разделах статьи. [c.331] Следует отметить, что для информационного поведения сложных физических систем более важной является структурная сложность и структурная иерархия, а не иерархия элементарных уровней (частицы, атомы, молекулы, тела). Элементы информационного поведения появляются даже у микрочастиц в виде коллапсов волновых функций, а по мере укрупнения и усложнения структур к ним добавляются неравновесные коллективные параметры порядка, играющие роль динамических переменных. Коллапсы волновых функций и бифуркации динамических переменных вблизи точек ветвления выглядят как свободные поступки, т.е. как проявление свободы воли. Благодаря этому у Природы в целом появляется возможность свободного развития, которое реализуется в структурном усложнении и развитии ее составных элементов — сложных физических систем. [c.331] Вернуться к основной статье